HBP Builder

由于超支化聚合物是一类结构不规整的大分子，具有分子量、支化度等参数的多分散性。尤其当超支化聚合物接枝了线性臂形成超支化多臂共聚物后，除了超支化核的多分散性，所接枝的臂还有分子量分布和接枝率。然而目前超支化聚合物的建模主要还是采用商业化软件，通常将超支化聚合物当作dendrimer来处理，完全不考虑多分散性，显然这样的模型和实际情况不符。为了解决这一问题，课题组开发了一个新的超支化聚合物建模软件HBP Builder。该软件综合了粗粒化和全原子模拟的特点，全面考虑了超支化聚合物和超支化多臂共聚物的多分散性，包括分子量分布、支化度分子、接枝率等，可以真实地描述实验所合成的超支化聚合物。而且该软件的工作效率极高，只要输入聚合物的平均分子量、分子量分布系数、平均支化度和支化度分布系数（这些数据都可以通过实验测得），就可以在几秒钟之内生成上千个符合要求的超支化聚合物粗粒化模型。更为重要的是，该软件可以快速地将所得到的粗粒化模型转变为全原子模型，进一步实现和实验数据的对接。另外HBP Builder软件还可以用于树枝状聚合物（dendrimer）及线性聚合物的建模，具有良好的扩展性。该软件的开发，为超支化聚合物的理论模拟扫清了障碍。论文已经在Scientific reports上发表(Sci. Rep. 2016, 6, 26264)。【点击下载】 

MembrFactory

分子动力学模拟可以帮助人们从分子角度理解发生在聚酰胺反渗透膜中的物理化学过程，并揭示反渗透过程中的传输和截留机制。目前可用于构筑全原子聚酰胺反渗透膜模型的方法非常有限，主要分为两类：（i）以线性聚酰胺链为起始状态，通过链间的随机交联反应构建模型和（ii）以单体为起始状态，通过单体间的不断反应构建模型。后一类方法由于较接近实际的成膜过程，获得了更多的认可。近年来，在聚酰胺反渗透复合膜的研究领域，通过分子动力学模拟已经取得了很多有价值的结果。然而，由于目前的建模方法通用性差，所研究的反渗透膜的类型较为单一，主要集中在对FT-30膜的研究上。随着越来越多新型聚酰胺反渗透膜材料的出现，如何快速有效的构建具有不同结构的聚酰胺反渗透膜模型，对于分子动力学模拟在聚酰胺反渗透膜研究领域中的应用至关重要。为了解决这个问题，我们课题组开发出了通用的聚酰胺反渗透膜建模工具“MembrFactory”，它能兼容不同的力场，并可由用户自由选择构筑模型的单体单元的结构。在此基础上，用户可以通过分子动力学模拟的方法进一步研究不同单体构建膜的结构和性能关系，从而为接下来的膜结构的改性提供理论指导。目前该项工作已经在Journal of Computational Chemistry上接受发表(J. Comput. Chem. 2019, 40, 2432-2438)。【点击下载】